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混合动力变速器
    7、另一个电动、发电两用电机,2号电机是与动力分配器的外齿圈相联的。 2号电机对来自内燃机-动力分配器的扭矩补充更多的扭矩。所以,本来似乎要被浪费掉的动力,绕过了动力分配器,通过电气回路,最终还是用来推动车轮。外齿圈和2号电机一起通过减速齿轮和差速器(这里是指车轮上的真正的差速器)来推动普瑞斯。 (请回头看第5段注释)
      因为动力是扭矩和转速结合的产物(请记住 功率=扭矩×转速),所以通过机械和电气回路的动力各自有多少,取决于1号电机和外齿圈的相应转速。你也许会听到有人说,内燃机的72%的动力直接传给了车轮,28%的动力变成了电力,但这是不正确的。扭矩是按上面的比例分配的,但动力的分配是可变的(相同功率下,扭矩小的转得快,扭矩大的转得慢)。由于内燃机和车轮之间的齿比不能改变,在低车速时,我们就无法提高内燃机的扭矩来实现急加速。如果内燃机转速为2000转分,普瑞斯缓慢前行,这时来自内燃机的大部分动力都会传给1号电机。其实,如果普瑞斯停着不动的话,所有的动力都会传到1号电机去。尽管1号电机只获得了28%的扭矩,但它却获得了所有的动力!(太阳轮带动1号电机转得飞快!)在起步加速过程中,只有大约五分之一的内燃机扭矩直接来自机械回路(估计意思是说 驱动轮上获得的扭矩大约只有1/5来自机械回路,另外4/5是由电机补充的)。随着车速的进一步提高,1号电机需要越来越多的动力来维持其扭矩,很快就会达到它的动力操控极限(又是这种看似直白实则难以理解的表述!估计意思是随着车速(齿圈转速)的增加,连接太阳轮的1号电机的转速下降,因而1号(发)电机直接输出给2号电(动)机功率下降了)。而普瑞斯还有强大的2号电机,它可以使普瑞斯保持合理的加速度。

      但额外的电力是从哪里来的呢?答案当然是电池组。1号电机并不像我们想象的那样直接向2号电机供电。电子控制装置里有个逆变器,它与电池组的端子相连,会把1号电机发出的交流电变成数百伏的直流电。2号电机的一个逆变器则从电池组取得所需的电力驱动2号电机来给普瑞斯加速。如果1号电机发的电力不能满足2号电机的需要,电力的缺口则由电池组来弥补。如果普瑞斯已经达到了所需的速度,1号电机的发出的多余电力则流进电池组补充电力。普瑞斯车重1300公斤,本来需要100多马力的内燃机和步进式传动装置,而有了这种“电池助力”,只用70多马力的内燃机,不用步进式变速箱,还是获得了满意的加速度。(这里描述了THS另外一个重要部件--电池的作用)

      看到这里,大家应该对ECVT的工作原理都已经基本理解了。接着我用自己的语言表述一下对ECVT工作原理的理解,欢迎批评指正。这里先忽略电池也能提供和储存能量这个事实。
      因为行星齿轮机构的作用,不管齿圈和行星架的转速差是多少,齿圈(驱动轮)从行星架(发动机)获得的扭矩就是发动机扭矩的72%(而不会像普通变速机构那样被放大),所以这个扭矩是比较小的,不足以满足车辆正常加速的需要;
       扭矩不足怎么办,没关系,行星架的旋转会通过行星齿轮传导给太阳轮(同样的,不管太阳轮和行星架的转速差是多少,太阳轮获得的扭矩就是发动机扭矩的28%),驱动MG1发电,发出来的电供给MG2,MG2的产生的扭矩推动齿圈(驱动轮)。随着齿圈转速的提高,太阳轮转速下降,MG1发出(MG2获得)的电能越来越小,MG2作用在齿圈的扭矩也减小。最终齿圈以1.38(1/0.72)倍行星架的转速转动,太阳轮停止转动,MG1不发电,齿圈(驱动轮)获得72%发动机扭矩和全部的发动机功率,没有MG2提供的额外扭矩。

      通过学习我们还能发现几个事实:
      1、ECVT的硬件其实很简单,甚至比电动机并/串联变速箱的混合动力更简单。难的是整个THS系统的控制逻辑。
      2、ECVT效率高。ECVT的机械回路连接没有经过任何离合器或者液力变扭器,其效率几乎只取决于电气回路的效率。大家知道,电机系统的能量转换效率还是很高的。所以传动装置的效率高是丰田混合动力系统省油的一大原因。我的帖子和隔壁的帖子里面都有童鞋说混动省油只是省能量回收,是不准确的。

      3、ECVT的动力流向最灵活,两台电机是ECVT不可分割的紧密结合,实现了动力流向灵活的,瞬时的转换。
      4、请童鞋们踊跃补充。

百度百科上还有一个不错的THS原理教材,理工基础好的童鞋可以去看看

PS1:电动机,发电机,甚至变压器,统称电机,电动机可以瞬间变成发电机,发电机也可以瞬间变成电动机
PS2:差速器:其内部是1种行星齿轮机构,而在设计上必须满足左轮转速加上右轮转速等于两倍行星齿轮架转速,在直线前进时,左轮、右轮和行星齿轮架转速相等,行星齿轮公转但不自转(见右1),而在转弯时,这个平衡遭到破坏,迫使行星齿轮产生自转,使外侧车轮转速加快,内侧车轮转速减低,车辆得以顺畅的转弯。(来自维基百科)





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